中科院安光所在中波红外单光子探测技术研究中取得重要进展

中科院安光所在中波红外单光子探测技术研究中取得重要进展

引用

中国科学院

1.

http://aiofm.cas.cn/2022anguangsuo9/2022_xwzhongxin/2022_kyjinzhan/202408/t20240802_796874.html

近日，中国科学院安徽光学精密机械研究所（以下简称“安光所”）郑小兵研究员团队在自发参量下转换（SPDC）定标技术方面取得重要进展。该团队与中国科学技术大学史保森教授团队合作，成功构建了频率上转换（UPDC）中波红外单光子探测系统，并利用SPDC定标技术实现了中波红外单光子探测系统通道效率的精确校准。

频率上转换技术在中长波红外微弱光辐射测量中具有重要的应用前景，一直是国内外研究的热点。频率上转换探测系统采用频率变换技术，将待测的中长波红外辐射转换到Si探测器灵敏波段进行探测，可以突破材料的物理限制，避免目前红外探测器量子效率低、噪声大、响应速度慢的缺点，在室温下就可实现跨越波长限制的红外波段超灵敏探测。

安光所郑小兵研究员团队提出了利用SPDC技术产生的相关光子对来定标上转换红外探测系统探测效率的新方法。具体来说，使用780nm激光泵浦PPLN晶体，产生1.013μm/3.39μm的相关光子对，其中3.39μm的光子继续与1.064μm泵浦激光进行频率转换，变换为0.81μm的光子，最后利用成熟的Si APD进行符合测量，从而获得3.39μm探测通道的绝对探测效率。测量不确定度为2.8%（k=1）。

为了验证该方法的准确性，研究团队还采用3.39μm连续激光测量了上转换通道的探测效率，结果与SPDC方法得到的探测效率具有很好的一致性。

这项研究工作将团队长期以来开展的SPDC定标技术从可见近红外波段扩展到了中波红外波段，为红外辐射的定量测量提供了新思路。该研究获得了国家重点研发项目和中国科学院创新基金项目的支持。

测量装置示意图

本文原文来自中国科学院安徽光学精密机械研究所